CN105674894A - 弹壳尺寸光学测量仪和测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹壳尺寸光学测量仪，包括：平台；水平光源组件；与水平光源组件相对设置以构成水平光路的水平成像组件；竖直光源组件，其出光处套设有环形光源；与竖直光源组件相对设置以构成垂直光路的竖直成像组件；载物片；以及主机。同时，提供一种弹壳尺寸光学测量方法。本发明的有益效果为：水平光源组件所射出的水平方向光线经过被测弹壳后在水平成像组件中形成侧向轮廓图，而竖直光源组件所射出的竖直方向光线经过被测弹壳后以及环形光源在被测弹壳口部反射回竖直成像组件的光束在竖直成像组件中形成轴向轮廓图。再经过主机分别对侧向轮廓图和轴向轮廓图进行图像分析和计算，高效和精准地得出弹壳的各种尺寸参数。

Description

弹壳尺寸光学测量仪和测量方法

技术领域

本发明涉及一种测量设备，特别是涉及一种弹壳尺寸光学测量仪和一种弹壳尺寸光学测量方法。

背景技术

子弹是当今各类武器弹药中应用最广、消耗最多、生产最快的一种，各种枪械之所以能发挥杀伤威力，最根本原因在于子弹的终点效应。而一枚好的子弹主要取决于三大要素：弹头、弹壳、发射药和底火四个部分的有机联结；要形成完美的弹道轨迹；具有优良外形特征。而弹壳的尺寸测量包括弹壳的高度、直径、口部参数和传火孔参数等，对子弹的命中率评估具有重要的意义。

而传统的尺寸检测设备一般都没有针对子弹测量的功能，因此采用传统的尺寸检测设备来检测弹壳尺寸的效率和精确度都较低。

发明内容

基于此，本发明提供一种高效和精准的弹壳尺寸光学测量仪。

一种弹壳尺寸光学测量仪，用于测量被测弹壳的尺寸，该弹壳尺寸光学测量仪包括：

平台，用于放置所述被测弹壳；

水平光源组件，与连接平台的一端连接，用于产生成像所需的水平方向光束；

水平成像组件，连接在平台的另一端且与水平光源组件相对设置以构成水平光路；水平成像组件用于接收水平光源组件产生的水平方向光束并获得被测弹壳的侧向轮廓图；

竖直光源组件，连接在平台上且位于水平光源组件与水平成像组件之间；竖直光源组件用于产生成像所需的竖直方向光束；

竖直成像组件，连接在平台上且与竖直光源组件相对设置以构成垂直光路；竖直成像组件的入光处套设有环形光源；竖直成像组件用于接收竖直光源组件产生的竖直方向光束以及环形光源在被测弹壳口部反射回竖直成像组件的光束并获得被测弹壳的轴向轮廓图；

载物片，安装在平台上；该载物片为透光性片材；载物片用于将被测弹壳承载于水平光路与垂直光路的交汇处之中；及

主机，分别连接水平光源组件、水平成像组件、竖直光源组件以及竖直成像组件；主机用于控制水平光源组件、水平成像组件、竖直光源组件以及竖直成像组件运作，并且根据侧向轮廓图以计算出被测弹壳的弹壳高度和弹壳直径，以及根据轴向轮廓图以计算出被测弹壳的传火孔参数和口部参数。

上述弹壳尺寸光学测量仪，水平光源组件和水平成像组件构成水平光路，而竖直光源组件和竖直成像组件构成竖直光路。载物片用于将被测弹壳定位在水平光路和竖直光路的交汇处之中。其中，水平光源组件所射出的水平方向光线经过被测弹壳后在水平成像组件中形成侧向轮廓图，而竖直光源组件所射出的竖直方向光线经过被测弹壳后以及环形光源在被测弹壳口部反射回竖直成像组件的光束在竖直成像组件中形成轴向轮廓图。再经过主机分别对侧向轮廓图和轴向轮廓图进行图像分析和计算，得出被测弹壳的高度、直径、口部参数和传火孔参数。通过上述设计，利用光学投影的原理，高效和精准地得出弹壳的各种尺寸参数。

在其中一个实施例中，传火孔参数包括被测弹壳中的传火孔的数量、位置、完整度及堵塞情况。

在其中一个实施例中，口部参数包括被测弹壳中的口部的完整度、缺陷数量以及缺陷位置。

在其中一个实施例中，载物片为透明玻璃片。

在其中一个实施例中，平台设有猫眼水平仪和可调脚垫。

同时，提供一种弹壳尺寸光学测量方法：

一种弹壳尺寸光学测量方法，包括步骤：

提供一种弹壳尺寸光学测量仪，包括平台和主机，以及分别安装在平台上的水平光源组件、水平成像组件、竖直光源组件、竖直成像组件及载物片；该主机分别连接水平光源组件、水平成像组件、竖直光源组件、竖直成像组件；竖直成像组件的入光处套设有环形光源；水平光源组件与水平成像组件相对设置并构成水平光路，竖直光源组件与竖直成像组件相对设置并构成竖直光路；载物片为透光性片材且位于水平光路和竖直光路的交汇处；

将被测弹壳竖直放置在载物片上；

水平光源组件和水平成像组件启动，水平成像组件获取水平光源组件射出的水平光束经过被测弹壳后所形成的侧向轮廓图并发送至主机；

竖直光源组件和竖直成像组件启动，竖直成像组件获取竖直光源组件射出的竖直光束经过被测弹壳后以及环形光源在被测弹壳口部反射回竖直成像组件的光束所形成的轴向轮廓图并发送至主机；

主机根据侧向轮廓图计算出被测弹壳的弹壳高度和弹壳直径；主机根据轴向轮廓图计算出被测弹壳的传火孔参数和口部参数。

在其中一个实施例中，传火孔参数包括被测弹壳中的传火孔的数量、完整性及堵塞情况。

在其中一个实施例中，口部参数包括被测弹壳中的口部的完整度和缺陷位置。

在其中一个实施例中，载物片为透明玻璃片。

在其中一个实施例中，平台设有猫眼水平仪和可调脚垫。

上述弹壳尺寸光学测量方法，水平光源组件和水平成像组件构成水平光路，而竖直光源组件和竖直成像组件构成竖直光路。载物片用于将被测弹壳定位在水平光路和竖直光路的交汇处之中。其中，水平光源组件所射出的水平方向光线经过被测弹壳后在水平成像组件中形成侧向轮廓图，而竖直光源组件所射出的竖直方向光线经过被测弹壳后以及环形光源在被测弹壳口部反射回竖直成像组件的光束在竖直成像组件中形成轴向轮廓图。再经过主机分别对侧向轮廓图和轴向轮廓图进行图像分析和计算，得出被测弹壳的高度、直径、口部参数和传火孔参数。通过上述设计，利用光学投影的原理，高效和精准地得出弹壳的各种尺寸参数。

附图说明

图1为本发明一种实施例的弹壳尺寸光学测量仪的示意图；

图2为图1所示弹壳尺寸光学测量仪另一视角的示意图；

图3为图1所示弹壳尺寸光学测量仪又一视角的示意图；

图4为图1所示的弹壳尺寸光学测量仪的局部示意图；

图5为图1所示的弹壳尺寸光学测量仪的安装台与载物片的示意图；

图6为图1所示的弹壳尺寸光学测量仪的工作状态示意图；

图7为被测弹壳的示意图；

图8为图7所示的被测弹壳的底部示意图；

图9为图7所示的被测弹壳的侧向轮廓图；

图10为图7所示的被测弹壳的轴向轮廓图；

图11为本发明一种实施例的弹壳尺寸光学测量方法的流程示意图；

附图中各标号的含义为：

10-弹壳尺寸光学测量仪；

20-平台，21-承载面，22-支撑脚，23-可调脚垫，24-安装台；

30-水平光源组件；

40-水平成像组件；

50-竖直光源组件；

60-竖直成像组件，61-环形光源；

70-载物片；

80-被测弹壳，81-口部，82-第一传火孔，83-第二传火孔，84-侧向轮廓图，85-轴向轮廓图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发明的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式对本发明的详述得到进一步的了解。

参见图1至图10，其为本发明提供一种弹壳尺寸光学测量仪10。该弹壳尺寸光学测量仪10用于测量被测弹壳80的尺寸参数。被测弹壳80具有口部81、第一传火孔82和第二传火孔83。该尺寸参数包括被测弹壳80的高度、直径、口部参数和传火孔参数。

一种弹壳尺寸光学测量仪10，包括：平台20，以及安装在该平台20上的水平光源组件30、水平成像组件40、竖直光源组件50、竖直成像组件60、载物片70，以及分别连接水平光源组件30、水平成像组件40、竖直光源组件50以及竖直成像组件60的主机(图未示)。

该平台20设有承载面21和支撑脚22，而承载面21上设有用于检测平台20水平度的猫眼水平仪(图未示)，支撑脚22上设有用于调节平台20高度和水平度的可调脚垫23。此外，该承载面21还设有一个用于安装该载物片70的安装台24。

该水平光源组件30连接在平台20的一端。水平光源组件30用于产生成像所需的水平方向光束。

该水平成像组件40连接在平台20的另一端且与水平光源组件30相对设置以构成水平光路。水平成像组件40用于接收水平光源组件30产生的水平方向光束并获得被测弹壳80的侧向轮廓图84。

该竖直光源组件50连接在平台20上且位于水平光源组件30与水平成像组件40之间。竖直光源组件50用于产生成像所需的竖直方向光束。在本实施例中，竖直光源组件50的光线从被测弹壳80的底部(即弹壳上设有传火孔的一端)射向被测弹壳80的口部81(即弹壳上与弹头连接的一端)。

该竖直成像组件60连接在平台20上且与竖直光源组件50相对设置以构成垂直光路。竖直成像组件60的入光处套设有环形光源61。竖直成像组件60用于接收竖直光源组件50产生的竖直方向光束以及环形光源61在被测弹壳80口部81反射回竖直成像组件60的光束并获得被测弹壳80的轴向轮廓图85。环形光源61能够在被测弹壳80的口部81的斜面产生漫反射后射到竖直成像组件60中，构成轴向轮廓图85中的外缘环形图，其反映了被测弹壳80的口部81的边缘和高度变化。

该载物片70为透光性片材且位于水平光路与垂直光路的交汇处。载物片70用于将被测弹壳80承载于水平光路与垂直光路的交汇处之中。在本实施例中，载物片70为透明玻璃片，在其他实施例中，也可以选用透明的亚克力等透光性片材。

该主机用于控制水平光源组件30、水平成像组件40、竖直光源组件50以及竖直成像组件60运作，并且根据侧向轮廓图84以计算出被测弹壳80的弹壳高度和弹壳直径，以及根据轴向轮廓图85以计算出被测弹壳80的传火孔参数和口部81参数。其中，传火孔参数包括被测弹壳80中的传火孔的数量、位置、完整度及堵塞情况。口部81参数包括被测弹壳80中的口部81的完整度、缺陷数量以及缺陷位置。如图9和图10所示，被测弹壳80的高度H，直径D，阴影区域A为被测弹壳80的口部81区域。阴影区域B为被测弹壳80的中部区域，而其中的白色区域X和Y则为被测弹壳80的传火孔成像图。对于直径D，在弹壳上有多处不同直径的地方，因此，在测量时，上述的直径D并不仅指图9所示的直径D，由于弹壳一般不是规则的圆柱体，故根据需要可以各自测量多个地方的宽度得出各处所代表的弹壳直径，视乎测量所需而定。对于阴影区域A，其反应了被测弹壳80口部81的形态，若被测弹壳80的口部81完好，则该阴影区域A应当为完好的环形，而且轮廓清晰、完整和光滑，若存在缺陷，则其形态会发生变化，主机对该阴影区域A的图像进行分析计算后便可以得出与口部81相关的参数。对于阴影区域B，其中的白色区域X和Y分别为第一传火孔82、第二传火孔83所形成的图像，其反应了传火孔的数量为两，而且传火孔的位置和形态也体现出来了，主机对该图像进行分析和计算变可以得出与传火孔相关的参数。

上述弹壳尺寸光学测量仪10，水平光源组件30和水平成像组件40构成水平光路，而竖直光源组件50和竖直成像组件60构成竖直光路。载物片70用于将被测弹壳80定位在水平光路和竖直光路的交汇处之中。其中，水平光源组件30所射出的水平方向光线经过被测弹壳80后在水平成像组件40中形成侧向轮廓图84，而竖直光源组件50所射出的竖直方向光线经过被测弹壳80后以及环形光源61在被测弹壳80口部81反射回竖直成像组件60的光束在竖直成像组件60中形成轴向轮廓图85。再经过主机分别对侧向轮廓图84和轴向轮廓图85进行图像分析和计算，得出被测弹壳80的高度、直径、口部81参数和传火孔参数。通过上述设计，利用光学投影的原理，高效和精准地得出弹壳的各种尺寸参数。

下文，结合图11，提供一种弹壳尺寸光学测量方法：

一种弹壳尺寸光学测量方法，包括步骤：

S10：提供一种弹壳尺寸光学测量仪10，包括平台20和主机，以及分别安装在平台20上的水平光源组件30、水平成像组件40、竖直光源组件50、竖直成像组件60及载物片70；该主机分别连接水平光源组件30、水平成像组件40、竖直光源组件50、竖直成像组件60；竖直成像组件60的入光处套设有环形光源61；水平光源组件30与水平成像组件40相对设置并构成水平光路，竖直光源组件50与竖直成像组件60相对设置并构成竖直光路；载物片70为透光性片材且位于水平光路和竖直光路的交汇处。该载物片70为透明玻璃片。平台20设有猫眼水平仪和可调脚垫23。

S20：将被测弹壳80竖直放置在载物片70上。

S30：水平光源组件30和水平成像组件40启动，水平成像组件40获取水平光源组件30射出的水平光束经过被测弹壳80后所形成的侧向轮廓图84并发送至主机。

S40：竖直光源组件50和竖直成像组件60启动，竖直成像组件60获取竖直光源组件50射出的竖直光束经过被测弹壳80后以及环形光源61在被测弹壳80口部81反射回竖直成像组件60的光束所形成的轴向轮廓图85并发送至主机。

S50：主机根据侧向轮廓图84计算出被测弹壳80的弹壳高度和弹壳直径。主机根据轴向轮廓图85计算出被测弹壳80的传火孔参数和口部81参数。其中，传火孔参数包括被测弹壳80中的传火孔的数量、完整性及堵塞情况。口部81参数包括被测弹壳80中的口部81的完整度和缺陷位置。

上述弹壳尺寸光学测量方法，水平光源组件30和水平成像组件40构成水平光路，而竖直光源组件50和竖直成像组件60构成竖直光路。载物片70用于将被测弹壳80定位在水平光路和竖直光路的交汇处之中。其中，水平光源组件30所射出的水平方向光线经过被测弹壳80后在水平成像组件40中形成侧向轮廓图84，而竖直光源组件50所射出的竖直方向光线经过被测弹壳80后以及环形光源61在被测弹壳80口部81反射回竖直成像组件60的光束在竖直成像组件60中形成轴向轮廓图85。再经过主机分别对侧向轮廓图84和轴向轮廓图85进行图像分析和计算，得出被测弹壳80的高度、直径、口部81参数和传火孔参数。通过上述设计，利用光学投影的原理，高效和精准地得出弹壳的各种尺寸参数。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种弹壳尺寸光学测量仪，用于测量被测弹壳的尺寸，其特征在于，该弹壳尺寸光学测量仪包括：

平台，用于放置所述被测弹壳；

水平光源组件，与所述平台的一端连接，用于产生成像所需的水平方向光束；

水平成像组件，连接在所述平台的另一端且与所述水平光源组件相对设置以构成水平光路；所述水平成像组件用于接收所述水平光源组件产生的水平方向光束并获得被测弹壳的侧向轮廓图；

竖直光源组件，连接在所述平台上且位于所述水平光源组件与所述水平成像组件之间；所述竖直光源组件用于产生成像所需的竖直方向光束；

竖直成像组件，连接在所述平台上且与所述竖直光源组件相对设置以构成垂直光路；所述竖直成像组件的入光处套设有环形光源；所述竖直成像组件用于接收所述竖直光源组件产生的竖直方向光束以及所述环形光源在被测弹壳口部反射回所述竖直成像组件的光束并获得被测弹壳的轴向轮廓图；

载物片，安装在所述平台上；所述载物片为透光性片材；所述载物片用于将被测弹壳承载于所述水平光路与所述垂直光路的交汇处之中；及

主机，分别连接所述水平光源组件、所述水平成像组件、所述竖直光源组件以及所述竖直成像组件；所述主机用于控制所述水平光源组件、所述水平成像组件、所述竖直光源组件以及所述竖直成像组件运作，并且根据所述侧向轮廓图以计算出被测弹壳的弹壳高度和弹壳直径，以及根据所述轴向轮廓图以计算出被测弹壳的传火孔参数和口部参数。

2.根据权利要求1所述的弹壳尺寸光学测量仪，其特征在于，所述传火孔参数包括被测弹壳中的传火孔的数量、位置、完整度及堵塞情况。

3.根据权利要求1所述的弹壳尺寸光学测量仪，其特征在于，所述口部参数包括被测弹壳中的口部的完整度、缺陷数量以及缺陷位置。

4.根据权利要求1所述的弹壳尺寸光学测量仪，其特征在于，所述载物片为透明玻璃片。

5.根据权利要求1所述的弹壳尺寸光学测量仪，其特征在于，所述平台设有猫眼水平仪和可调脚垫。

6.一种弹壳尺寸光学测量方法，其特征在于，包括步骤：

提供一种弹壳尺寸光学测量仪，包括平台和主机，以及分别安装在所述平台上的水平光源组件、水平成像组件、竖直光源组件、竖直成像组件及载物片；所述主机分别连接所述水平光源组件、所述水平成像组件、所述竖直光源组件以及所述竖直成像组件；所述竖直成像组件的入光处套设有环形光源；所述水平光源组件与水平成像组件相对设置并构成水平光路，所述竖直光源组件与竖直成像组件相对设置并构成竖直光路；所述载物片为透光性片材且位于所述水平光路和所述竖直光路的交汇处；

将被测弹壳竖直放置在所述载物片上；

所述水平光源组件和所述水平成像组件启动，所述水平成像组件获取所述水平光源组件射出的水平光束经过被测弹壳后所形成的侧向轮廓图并发送至所述主机；

所述竖直光源组件和所述竖直成像组件启动，所述竖直成像组件获取所述竖直光源组件射出的竖直光束经过被测弹壳后以及所述环形光源在被测弹壳口部反射回所述竖直成像组件的光束所形成的轴向轮廓图并发送至所述主机；

所述主机根据所述侧向轮廓图计算出被测弹壳的弹壳高度和弹壳直径；所述主机根据所述轴向轮廓图计算出被测弹壳的传火孔参数和口部参数。

7.根据权利要求6所述的弹壳尺寸光学测量方法，其特征在于，所述传火孔参数包括被测弹壳中的传火孔的数量、完整性及堵塞情况。

8.根据权利要求6所述的弹壳尺寸光学测量方法，其特征在于，所述口部参数包括被测弹壳中的口部的完整度和缺陷位置。

9.根据权利要求6所述的弹壳尺寸光学测量方法，其特征在于，所述载物片为透明玻璃片。

10.根据权利要求6所述的弹壳尺寸光学测量方法，其特征在于，所述平台设有猫眼水平仪和可调脚垫。